Knowledge Resource Center for Ecological Environment in Arid Area
| 变化环境下西北地区草地地上碳储量演变及驱动力分析 | |
| 孔蕊 | |
| 出版年 | 2020 |
| 学位类型 | 硕士 |
| 学位授予单位 | 南京林业大学 |
| 中文摘要 | 草地是西北地区主要的植被类型,在碳循环中占据重要的地位。西北地区属于干旱半干旱地区,生态环境脆弱,对气候变化异常敏感。近几十年来,西北地区气候由暖干向暖湿化转型,人类活动的影响也不断增大。如何量化气候变化和人类活动对草地植被的影响一直是研究的热点问题。地上碳储量(Aboveground Biomass Carbon,ABC)是草地生态系统功能的重要参数。在变化环境背景下,开展对草地地上碳储量的研究,有助于更好评价西北地区草地生态系统在全球陆地碳循环中的作用,以及不同驱动因素对草地生态系统相对贡献。本文利用遥感估算、LPJ(Lund-Potsdam-Jena model)模型模拟和实测ABC数据,研究了1993-2012年间西北地区草地地上碳储量时空特征及变化趋势,并基于同时期气象数据和残差法,分离了人类活动和气候变化对草地地上碳储量变化的影响。主要结论如下:(1)从空间分布特征看,西北地区草地地上碳储量的分布呈现空间异质性,整体上由西北向东南方向递减。遥感估算的草地地上碳储量平均值为53.62 g C·m~(-2)。而LPJ模型模拟的草地地上碳储量的年均碳密度为68.85 g C·m~(-2),高于遥感估算的值。从时间变化特征来看,西北地区草地地上碳储量在近20年呈增加趋势。六类草地类型中地上碳储量波动幅度各不相同,荒漠草原、典型草原、草甸草原、温带草甸和高寒草甸的地上碳储量未呈现显著地变化趋势,而高寒草原的地上碳储量则显著增加。(2)总体上草地地上碳储量与气温呈现负相关关系,与降水呈现正相关关系。不同草地类型的地上碳储量对气候变化的响应存在差异。只有高寒草原和高寒草甸地上碳储量与气温为正相关性,荒漠草原和典型草原比较干旱的草地生态系统与降水显著正相关。当气温相对变化为-2℃、-1℃、1℃、2℃时,荒漠草原、典型草原、草甸草原和温带草甸的地上碳储量随着气温的升高而降低,高寒草原和高寒草甸的地上碳储量随着气温的升高增加。当降水相对变化为-20%、-10%、10%、20%时,全部类型草地的地上碳储量随着降水相对变化的增加呈增长的趋势。(3)气温、降水和草地地上碳储量的累积曲线在2000年之前表现出一致的生长变化,而草地地上碳储量的年累积曲线在2000年之后普遍高于气温和降水。两者的差异,表明人类活动对西北地区草地地上碳储量有一定的积极作用。从总体上看,近20年来,西北地区草地面积呈不断退化的趋势,2000年以后草地退化的趋势缓慢了很多。1990-2000年,西北地区草地面积减少了16783 km~2,2000-2010年,西北地区草地面积减少了8408 km~2。2000以来实施的一系列生态工程对土地利用变化起到很大的积极作用,通过因地制宜造林种草,增加西北地区植被的变绿趋势。(4)通过构建草地变化区域中各种情形下气候变化和人类活动的相对作用的计算和评价方法,利用残差法定量分析了人类活动和气候变化对西北地区草地地上碳储量的影响。在1993-2012年期间,草地地上碳储量呈轻微的增加趋势,由于草地植被恢复西北地区草地地上碳储量增加了49.22 Tg C。由于草地退化,研究区草地地上碳储量下降了32.51 Tg C。总而言之,1993-2012年,西北地区草地地上碳储量增加了16.71 Tg C。(5)对1993-2000年和2001-2012年不同时间段进行不同驱动因素在西北地区草地地上碳储量变化过程中相对作用的定量化分析。结果发现,1993-2000年间,西北地区草地地上碳储量变化趋势以退化为主,草地地上碳储量减少了15.86 Tg C。2001-2012年间,西北地区草地地上碳储量变化趋势以恢复为主,草地地上碳储量增加了31.57 Tg C。总体看来,在1993-2000年间,由于不合理放牧等人类活动导致草地地上碳储量呈现退化的趋势。随着2000年后生态工程的实施,促进草地地上碳储量在2001-2012年间呈现增长的趋势。 |
| 中文关键词 | 草地类型 ; 地上碳储量 ; 气候变化 ; 人类活动 ; 驱动力 |
| 语种 | 中文 |
| 国家 | 中国 |
| 中图法分类号 | S812 |
| 来源机构 | 南京林业大学 |
| 资源类型 | 学位论文 |
| 条目标识符 | http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/338315 |
| 作者单位 | 南京林业大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 孔蕊. 变化环境下西北地区草地地上碳储量演变及驱动力分析[D]. 南京林业大学,2020. |
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